精密微小孔电解磨削复合扩孔加工技术研究

• 作 者: 张欣耀
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 电解磨削 微小孔 加工精度 表面粗糙度

微小孔是一些高技术产品零件(如航空航天惯性陀螺中的仪表元件、航空发动机的喷油嘴、叶片上气膜冷却孔等)广泛使用的核心结构。目前,制备微小孔的主要方法为:机械加工、特种加工和复合加工。电解磨削复合加工技术制备微小孔,其加工精度高,孔表面质量好,一直是研究者所关注的研究对象。本文选用电解磨削复合加工技术加工精密微小孔,研制了电解磨削加工系统,研究了各种加工参数对电解磨削加工质量的影响,主要内容如下:(1)研制了电解磨削加工系统,包括电解液循环系统、电解液温控系统和电流采集系统。(2)优化了电镀金刚石磨头工艺参数,在平板电极上制作Ni-金刚石复合镀层,对比各种加工参数下镀层的形貌,利用UMT对试样进行耐磨损试验,分析复合镀层的耐磨性,结果表明:在T=45℃;pH=4的镀液中;埋砂镀时间90min,电流密度i=0. 4A/dm~2;加厚镀时间180min,i=0.8 A/dm~2工艺下,可以制备出高质量的镀层。(3)采用高速旋转的球形磨头电极在0.3mm厚的1Cr9Ni18Ti不锈钢薄板上进行精密微小孔电解磨削扩孔加工试验,分析各加工参数对加工质量的影响规律。通过选择合理的电解磨削加工参数,实现加工过程中电解作用和磨削作用的合理匹配,加工后孔的平均直径0.611mm,尺寸重复精度为18μm,表面粗糙度Ra=0.21μm、孔的出入口无毛刺和圆角,并且侧壁无锥度。(4)采用高速旋转的圆柱形磨头电极在2mm厚的1Cr9Ni18Ti不锈钢薄板上进行深小孔电解磨削扩孔加工试验。通过分析各加工参数对深小孔加工质量的影响规律,适量地增加加工电压,加工速度可以高达30μm/s,并且加工稳定,其扩孔量为0.19mm,远远大于一般再铸层的厚度,可以实现孔的无再铸层加工,并且保证孔的表面质量好,侧壁陡直。